3.2. Методи теоретичних та емпіричних досліджень

Метод – це спосіб досягнення мети. Метод об’єднує суб’єктивні та об’єктивні моменти пізнання. Метод об’єктивний, оскільки при розробці теорії дозволяє відображати дійсність та їх взаємозв’язки. Отже, метод є програмою побудови та практичного застосування теорії. Одночасно метод є суб’єктивним, оскільки є знаряддям мислення дослідника і тому включають в себе його суб’єктивні особливості. З філософської точки зору методи діляться на загальний, загальнонауковий, частковий, спеціальний або специфічний.

До загальнонаукових методів відносяться: спостереження, порівняння, розрахунок, вимірювання, експеримент, узагальнення, абстрагування, формалізація, аналіз та синтез, індукція та дедукція, аналогія, моделювання, ідеалізація, розташування по рангу, а також аксіоматичний, гіпотетичний, історичний та системний методи.

Спостереження – це спосіб пізнання об’єктивного світу, базований на безпосередньому сприйняті предметів та явищ за допомогою органів відчуття без втручання в процес зі сторони спостерігача.

Порівняння – встановлення різниці між об’єктами, або знаходження в них спільного за допомогою органів відчуття або спеціальних пристроїв.

Лічба - знаходження числа, яке визначає кількісне відношення одиничних об’єктів або їх параметрів, які характеризують ті чи інші властивості.

Вимірювання – це фізичний процес визначення числового значення деякої величини шляхом порівняння з еталоном.

Експеримент – одне із сфер людської практики, в якій перевіряється істинність висунутих гіпотез або виявлення закономірності об’єктивного світу. В процесі експерименту дослідник втручається в науковий процес, з метою пізнання, при цьому одні умови досліду ізолюються, інші виключаються, треті підсилюються або послаблюються. При необхідності випробовування можуть повторюватися та організовуватися таким чином, щоб досліджувались окремі властивості об’єкта, а не їх сутність.

Узагальнення – визначення загального поняття, в якому має місце головне, що характеризує об’єкт.

Абстрагування – це віддалення думкою від неіснуючих властивостей, зв’язків, відношень предметів і виділення лише декількох, які цікавлять спостерігача. Яскравий приклад абстрагування – ідеальний тип: наприклад, ідеальний газ, абсолютна температура.

Формалізація – відображення об’єкта або явища в знаковій формі якої-небудь штучної мови,( математика, хімія) і забезпечення можливості дослідження реальних об’єктів і їх властивостей через формальні дослідження відповідних об’єктів.

Аксіоматичний метод – спосіб побудови наукової теорії, при якій деякі твердження застосовуються без доведення, а потім використовуються для отримання інших знань за певними логічними правилами.

Аналіз – метод пізнання за допомогою розкладу предметів дослідження на складові частини. Аналіз – основа аналітичного методу дослідження.

Синтез – об’єднання окремих сторін предмета в єдине ціле. Аналіз і синтез взаємопов’язані – це єдність протилежностей. Розрізняють наступні види аналізу та синтезу: прямий або емпіричний, поворотний або елементарно-теоретичний, структурно-генетичний.

Важливим поняттям в теорії пізнання є індукція. Індукція – це висновки від фактів до гіпотези, дедукція – висновки про деякі елементи множин робляться на основі знання властивостей всіх множин.

Одним з методів наукового пізнання є аналогія, за допомогою якої досягаються знання про предмети та явища на базі того, що вони мають подібність з іншими.

Гіпотетичний метод пізнання припускає розробку наукової гіпотези на основі вивчення фізичної, хімічної суті предмета чи явища.

В соціально-економічних та гуманітарних науках використовують історичний метод пізнання. Дослідження проводять в хронологічній послідовності.

Ідеалізація – це розумове конструювання об’єктів, які практично нездійсненні: ідеальний газ, абсолютно чорне тіло тощо.

Для дослідження часто використовують системні методи: дослідження операцій, теорія масового обслуговування, теорія керування, теорія можливості тощо. Цей метод особливо зручний при використанні ПК.

Метод визначення ризику та виключення вторинних факторів, які не впливають на досліджуване явище.

Різноманітні методи наукового пізнання умовно поділяються на ряд рівнів: емпіричний, експериментально-теоретичний. Методи емпіричного рівня: спостереження, порівняння, лічба, вимірювання, анкетний опит, співбесіда, тести, методи спроб та помилок.

Методи експериментально - теоретичного рівня: експеримент, аналіз та синтез, індукція та дедукція, моделювання, гіпотетичний, історичний і логічний.

Методи теоретичного рівня: абстрагування, ідеалізація, формалізація, аналіз та синтез, індукція і дедукція, аксіоматика, узагальнення тощо.

На теоретичному рівні пізнання широко використовуються логічні методи подібності, різниці, сукупних вимірювань, розробляються нові системи знань, які вирішують задачі подальшого узгодження теоретично роздрібнених систем з накопиченням нових експериментальних даних

При вивченні складних предметів та явищ використовується системний аналіз. В основі системного аналізу лежить поняття системи, під яким розуміють множину об’єктів, які мають наперед вибрані властивості з фіксованими між ними відношеннями.

Системний аналіз використовується для дослідження таких складних систем, як економіка окремої галузі, промислового підприємства, об’єднання тощо. Системний аналіз складається з чотирьох етапів: перший – постановка задачі, другий – обмеження границь системи, яка вивчається і визначення її структури, третій – складення математичної моделі досліджуваної системи, четвертий – аналіз отриманої математичної моделі, визначення її екстремальних умов з метою оптимізації та формування висновків.

Оптимізація полягає в знаходженні оптимуму аналізованої функції, і відповідно знаходження оптимальних умов поведінки даної системи або протікання даного процесу.

3.3. Елементи теорії та методології науково-технічної творчості

Творчість – мислення в його вищій формі, яке виходить за межі відомого, а також діяльність, яка породжує нову якість. Наукова творчість пов’язана з пізнанням навколишнього світу. Науково–технічна творчість має прикладну мету і направлена на задоволення практичних потреб людини. Під нею розуміють пошук та вирішення задач в області техніки на основі використання досягнень науки. Мислення починається там, де створилась проблемна ситуація, яка прискорює пошук рішення в умовах невизначеності, дефіциту інформації. Інтуїція має матеріалістичне пояснення і являє собою швидке вирішення, отримане в результаті тривалого накопичення знань в даній області.

Специфічний акт творчості – несподіване просвітлення (інсайт) – полягає в усвідомленні чого-небудь, що випливає з глибини підсвідомості. Пошук вирішення творчої задачі у зацікавленого та кваліфікованого вченого завжди продовжується в підсвідомості, в результаті чого можуть бути вирішені найскладніші задачі, причому процес оброблення інформації при цьому не усвідомлюється.

Одна з проблем творчості – мотивація, яка пов’язана з потребами, що діляться на три групи: біологічні, соціальні та ідеальні. Найбільш важливим для творчості видом є уява, якій належить вирішальна роль в створенні нового та розвитку суспільства. Розрізняють три типи уяви: логічну, критичну, творчу.

Активізація творчого мислення припускає знання факторів, які невід’ємно впливають на нього. До таких факторів відноситься відсутність гнучкості мислення, сила навиків, вузькопрактичний підхід, надмірна спеціалізація, вплив авторитету, боязнь критики, страх перед невдачею, надто висока самопожертва, лінь.

Протилежність творчій уяві – психологічна інерція мислення, яка пов’язана з бажанням діяти у відповідності з минулим досвідом і знаннями, з використанням стандартних методів тощо.

Творча особа має ряд особливостей і передусім вміє зосереджувати увагу і довго підтримувати її відносно якого-небудь питання або проблеми. Це одна з найважливіших умов успіху в будь-якому виді діяльності. Без завзятості, наполегливості, цілеспрямованості немислимі творчі досягнення.

Отримання значного результату залежить від світогляду дослідника. В науково-технічній творчості матеріалістична діалектика та системний підхід складають єдиний напрямок в розвитку сучасного наукового пізнання. При системному підході вирішення значення слід надати внутрішній організації структури системи, її багаторівневості.

Представляючи технічний об’єкт чи систему, важливо в першу чергу розглянути в ньому такі властивості, які не отримуються "алгебраїчним сумуванням" властивостей елементів.

Будь-яка система являє собою комплекс взаємодій. Всяка взаємодія являє собою процес обміну системи речовин, енергій, інформацій, мають змінні характер, протиріччя періодично чергуються із співробітництвом.

Протиріччя в технічних системах надзвичайно різноманітні за формою та проявами. В процесі пізнання спочатку проявляються зовнішні, а вже потім внутрішні протиріччя. Зовнішні протиріччя створюють мотиви для вирішення задачі. Серед внутрішніх виділяють основні і головні, технічні і фізичні протиріччя.

Технічні протиріччя виникають між елементами системи, фізичні – у одного і того ж елемента системи. Шлях до вирішення задачі, до створення якісно нової технічної системи лежить через виявлення все більш глибоких протиріч і знаходження способів їх вирішення. Особливе значення має здатність винахідника передбачити напрямок та тенденції можливої зміни вихідної технічної системи і діяти у відповідності з цими закономірностями.

Приведені елементи пізнання є основними методологічними засобами науково-технічної творчості, до якої відносяться також евристичні прийоми та методи активізації та наукової організації творчої праці. Приведемо деякі з них:

• прийом дроблення та об’єднання;

• прийом винесення (окремі частинки, що заважають, усувають для виділення головної частини);

• прийом інверсії (замість дії використовується процес);

• прийом переходу до іншого вимірювання;

• прийом універсальності;

• прийом перетворення шкоди на користь;

• прийом самообслуговування.

Ефективним прийомом в творчій діяльності є ідеалізація кінцевого результату – машини, процесу або матеріалу.

Ідеальне рішення – це найбільш сильне рішення з усіх мислимих рішень даної задачі.

Важливим загальнонауковим методом пізнання є аналогія: пряма, символічна, особиста, фантастична.

Пряма аналогія – проект порівнюється з більш менш подібним з іншої області техніки або з живої природи.

Символічна аналогія – вимагає формулювання в парадоксальній формі суті явища або поняття (полум’я – видима темнота, міцність – примусова цілісність).

Особиста аналогія – ототожнення себе з досліджуваним об’єктом.

Фантастична аналогія – в об’єкт вводять нові фантастичні засоби: чарівна паличка, золота рибка.

В науково–технічній творчості обов’язково використовують такий загальнонауковий метод, як аналіз. Цей метод передбачає: складення списку характеристик параметрів (або ознак) об’єкта, складення списку часткових рішень для кожного параметра або процесу, виділення функціональної цілісності всіх можливих поєднань.

Простими і досить ефективними є асоціативні методи активізації творчого мислення, які базуються на застосуванні семантичних властивостей понять. Основними джерелами для генерування ідей служать асоціації, метафори та випадково вибрані поняття, ознаки яких переносяться на об’єкт, який вдосконалюється.

Інтерес представляють також методи психологічної активізації колективної творчості. Одним з них є "мозкова атака" або "мозковий штурм". Для усунення психологічних перепон, викликаних, наприклад, боязню критики, процеси вироблення ідей та їх критичної оцінки в мозковій атаці рознесені в часі і проводяться, як правило, різними групами людей. Перша група лише висуває різні пропозиції та варіанти рішень без критики. До неї бажано включати людей, схильних до абстрагування. Друга група – це експерти, які виносять судження про цінність висунутих ідей. В її склад краще включати людей з аналітичним та критичним складом мислення.

В практиці масової технічної творчості використовується також методика програмного вирішення науково–технічних задач. Поняття алгоритм включає в себе комплекс послідовно висунутих дій.

Всі методологічні засоби творчого пошуку можуть використовуватися дослідником в різних поєднаннях та послідовностях, але загальну схему вирішення науково–технічних задач можна представити у вигляді наукових етапів:

• аналіз технічних вимог суспільства та вивчення технічних недоліків;

• аналіз систем задач і вибір конкретної задачі;

• аналіз технічної системи і розробка її моделей;

• аналіз та формування умов технічної задачі;

• аналіз та формування умов винахідницької задачі;

• пошук ідеї вирішення (принцип дії);

• синтез нового технічного рішення.

На першому етапі можуть використовуватися, наприклад, методи прогнозування. Морфологічний аналіз можна використати на різних етапах процесу вирішення задачі. Алгоритм вирішення винахідницьких задач може включати в себе етапи від аналізу технічної системи до пошуку ідей вирішення.

На сьогоднішній день відомими є сотні евристичних методів пошуку вирішення проблемних задач. З них розглядаються лише ті, які широко використовуються в творчій діяльності. Кожний спеціаліст повинен знати ці методи і використовувати їх в своїй творчій роботі.